JPH11293362A

JPH11293362A - 展伸材用アルミニウム合金の製造方法及びこれにより得られるアルミニウム合金展伸材

Info

Publication number: JPH11293362A
Application number: JP11272798A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Oyama; 耕史大山; Yoichiro Totsugi; 洋一郎戸次; Noboru Hayashi; 登林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミニウム合金鋳物回収屑を再生して、展
伸材に適用可能なアルミニウム合金を得る方法を提供す
ること。【解決手段】アルミニウム合金鋳物屑にアルミニウム
合金展伸材屑もしくは地金を加えて、溶解して不純物を
希釈し、溶解希釈後のアルミニウム合金溶湯に対して、
同一容器内で冷却と圧搾を行なって固相を回収するバッ
チ式α固溶体分離処理により純化精製を行い、その後必
要に応じて成分調整を行うことを特徴とする展伸材用ア
ルミニウム合金の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は展伸材用アルミニウ
ム合金の製造方法とこれにより得られるアルミニウム合
金展伸材に関するものであり、より詳しくはアルミニウ
ム合金鋳物屑を、例えばシャーシ、エンジン、車体フレ
ーム等自動車部材、自転車、オートバイ、車両材、建築
部材等のアルミニウム合金展伸材としてリサイクルする
ことを可能にする展伸材用アルミニウム合金の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、あらゆる分野で資源のリサイクル
等有効利用を求める声が高まっており、アルミニウムに
おいても例外ではなく、資源のリサイクルが望まれてい
る。アルミニウム合金材料をリサイクルする場合、一般
的な方法として、不純物の少ない高品位の材料から不純
物が多い低品位の材料へとリサイクルされて行く方法が
取られている。従って、アルミニウム合金は、リサイク
ルされる度に、不純物の多いより低品位の材料へと再生
使用され、最終的には不純物を多く含んだ鋳物部品等に
利用される。

【０００３】さらに鋳物部品が屑になった場合、一部は
鉄鋼脱酸材に利用されていくが、その他は再度鋳物へ回
されるかもしくは向け先のない余剰屑として廃棄される
のが現状であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミニウ
ム合金鋳物屑を再生し、展伸材に適用可能なアルミニウ
ム合金を得ることができる製造方法を提供することを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題に
鑑み鋭意検討した結果、アルミニウム合金鋳物屑にアル
ミニウム合金展伸材屑もしくは地金を加えて、溶解して
希釈し、純化精製を行ない必要に応じて成分調整を行う
ことで上記課題を解決できることを見出し、これに基づ
き本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち本発明は、廃車回収等で得られる
アルミニウム合金鋳物屑に、展伸材回収屑等より得られ
るアルミニウム合金展伸材屑もしくは地金を加えて、溶
解して不純物を希釈し、溶解希釈後のアルミニウム合金
溶湯に対して、同一容器内で冷却と圧搾を行なって固相
を回収するバッチ式α固溶体分離処理により純化精製を
行い、その前後で必要に応じて成分調整を行うことを特
徴とする展伸材部材用アルミニウム合金の製造方法であ
る。そしてこの際アルミニウム合金鋳物屑の５０％以上
を自動車用アルミニウム合金鋳物屑で構成するのは有効
である。さらに純化精製後、あるいは必要に応じて成分
調整を行った後のアルミニウム合金の組成が、Ｓｉ０．
５〜５．０wt％、Ｍｇ０．２〜５．０wt％、Ｍｎ０．０
１〜１．２wt％、Ｚｎ０．１〜１．２wt％、Ｃｕ０．２
〜１．２wt％、Ｆｅ０．２〜２．０wt％を含み、かつＣ
ｒ０．０１〜０．２wt％、Ｚｒ０．０１〜０．２wt％、
Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｔｉ０．０１〜０．２wt％の
うち１種または２種以上を含み残部Ａｌと不可避的不純
物とからなるものであるのも有効である。

【０００７】また本発明のアルミニウム合金展伸材は、
アルミニウム合金鋳物屑にアルミニウム合金展伸材屑も
しくは地金を加えて、溶解して不純物を希釈し、溶解希
釈後のアルミニウム合金溶湯に対して、同一容器内で冷
却と圧搾を行なって固相を回収するバッチ式α固溶体分
離処理により純化精製を行い、その後必要に応じて成分
調整を行なった後の合金組成が、Ｓｉ０．５〜５．０wt
％、Ｍｇ０．２〜５．０wt％、Ｍｎ０．０１〜１．２wt
％、Ｚｎ０．１〜１．２wt％、Ｃｕ０．２〜１．２wt
％、Ｆｅ０．２〜２．０wt％を含み、かつＣｒ０．０１
〜０．２wt％、Ｚｒ０．０１〜０．２wt％、Ｖ０．０１
〜０．２wt％、Ｔｉ０．０１〜０．２wt％のうち１種ま
たは２種以上を含み残部Ａｌと不可避的不純物とからな
るアルミニウム合金であることを特徴とするものであ
る。

【０００８】また本発明の他のアルミニウム合金展伸材
は、自動車用アルミニウム合金鋳物屑を５０％以上含む
アルミニウム合金鋳物屑にアルミニウム合金展伸材屑も
しくは地金を加えて、溶解して不純物を希釈し、溶解希
釈後のアルミニウム合金溶湯に対して、同一容器内で冷
却と圧搾を行なって固相を回収するバッチ式α固溶体分
離処理により純化精製を行い、その後必要に応じて成分
調整を行った後の合金組成が、Ｓｉ０．５〜５．０wt
％、Ｍｇ０．２〜５．０wt％、Ｍｎ０．０１〜１．２wt
％、Ｚｎ０．１〜１．２wt％、Ｃｕ０．２〜１．２wt
％、Ｆｅ０．２〜２．０wt％を含み、かつＣｒ０．０１
〜０．２wt％、Ｚｒ０．０１〜０．２wt％、Ｖ０．０１
〜０．２wt％、Ｔｉ０．０１〜０．２wt％のうち１種ま
たは２種以上を含み残部Ａｌと不可避的不純物とからな
るアルミニウム合金であることを特徴とするものであ
る。

【０００９】以上のように本発明においては、展伸材用
アルミニウム合金の製造方法と、これにより得られるア
ルミニウム合金展伸材を提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の詳細について説明
する。本発明は、アルミニウム合金鋳物屑に、展伸材回
収屑等のアルミニウム合金展伸材屑もしくは地金を加え
て溶解、希釈し、純化精製を行い、必要に応じて成分調
整を行うことで、鋳物屑から展伸材用アルミニウム合金
を製造するものである。

【００１１】なお、この時の純化精製方法としては、溶
解希釈後のアルミニウム合金溶湯に対し、α固溶体分離
処理のうち同一容器内で冷却と圧搾を行なって固相を回
収するバッチ式α固溶体分離処理を適用して純化精製を
行う。このバッチ式α固溶体分離処理は、アルミ溶湯を
容器内で液相線温度以下に冷却し、固相線温度以上の温
度で晶出した不純物の少ないアルミニウムの初晶を同一
容器内で圧縮することで液相と分離し、この固相を回収
することでアルミニウムの純化精製を行うものであり、
Ｓｉに代表される不純物を効果的に除去することが可能
である。ここで、バッチ式α固溶体分離処理を採用した
理由は、比較的小さな規模の装置で、主としてアルミニ
ウム合金溶湯中のＳｉを能率良く除去できる上に、精製
過程で他の不純物で汚染されることがないことを見出し
たからである。

【００１２】この純化精製においてはバッチ式α固溶体
分離処理とともにその前後工程においてその他一般的な
純化精製を適用することができる。例えばバッチ式α固
溶体分離処理の前工程として、鉄分低減処理を行うこと
は有効である。

【００１３】なお、ここで希釈に使用する屑としては、
特に制限を設ける必要はなく、使用する鋳物屑よりＳｉ
量が少ないものであれば良く、市場で入手可能な屑、例
えばアルミキャン屑（ＵＢＣ）、アルミサッシ屑、自動
車構造材、その他アルミ板製品屑あるいはアルミ押出し
製品屑等の加工工程で得られる種々の屑が適用可能であ
る。

【００１４】自動車には、鋳物あるいは展伸材等、種々
のアルミニウム合金部材が使用されている。そこで、自
動車から発生したアルミニウム合金鋳物屑に本発明の方
法を適用して純化精製を行い、その結果得られたアルミ
ニウム合金を展伸材として使用すると、自動車用材料と
してのアルミニウム合金材料の循環使用すなわちリサイ
クルが達成できる。

【００１５】さらに、本発明では、リサイクルを達成す
るために、アルミニウム合金鋳物屑の５０％以上を自動
車用アルミニウム合金鋳物屑で構成することを特徴とす
る展伸材用アルミニウム合金の製造方法に関するもので
ある。また、溶解原料の５０％以上がアルミニウム合金
鋳物屑を使用できるため、リサイクル効果が著しく大き
いものである。

【００１６】さらに本発明では溶解希釈、純化精製後、
必要に応じて成分調整を行うことができる。純化精製後
あるいは必要に応じて成分調整を行った後のアルミニウ
ム合金の組成は、Ｓｉ０．５〜５．０wt％、Ｍｇ０．２
〜５．０wt％、Ｍｎ０．０１〜１．２wt％、Ｚｎ０．１
〜１．２wt％、Ｃｕ０．２〜１．２wt％、Ｆｅ０．２〜
２．０wt％を含み、かつＣｒ０．０１〜０．２wt％、Ｚ
ｒ０．０１〜０．２wt％、Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｔ
ｉ０．０１〜０．２wt％のうち１種または２種以上を含
み残部Ａｌと不可避的不純物とからなるものが良好であ
るが、特に、Ｃｒ０．０１〜０．２wt％、Ｚｒ０．０１
〜０．２wt％、Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｔｉ０．０１
〜０．２wt％のうち１種または２種以上を含むことが望
ましい。これらの元素は展伸材として必要な特性を補う
ことができる。

【００１７】Ｓｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＣｕおよびＦｅ
はアルミニウム合金展伸材の強度を高める一方、必要な
伸びを確保する。その含有量が少な過ぎるとその効果が
不足し、多すぎると圧延もしくは押出し等の加工性が著
しく低下する。さらに、上記Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔｉから
選ばれる元素は結晶粒微細化により合金の曲げ性および
靱性を向上させるが、その添加量が少ないと効果が不足
し、多すぎるとアルミニウムと粗大な金属間化合物を生
成し、逆に靱性が低下するため、これらの元素の添加量
範囲としては、前記の範囲が望ましい。

【００１８】また、本発明においては、必要に応じて初
晶のＳｉを微細化し、伸びや靭性を改善するため、Ｓ
ｒ、Ｓｂを所定範囲で添加することができる。一般に
は、初晶Ｓｉの微細化にはＳｒ、Ｓｂの他Ｎａの効果も
知られているが、本発明の場合は、アルミニウム合金鋳
物として使用するのではなく、アルミニウム合金展伸材
として使用するのであるから、熱間脆性割れの原因とな
るＮａは使用できないので、Ｓｒ、Ｓｂを使用する。Ｓ
ｒ、Ｓｂの添加量は５０〜３００ ppmが望ましい。添加
量が５０ ppm未満では効果が不足し、３００ ppmを超え
ると効果が飽和する。

【００１９】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に
説明する。表１に示す混合比で鋳物屑と、展伸材屑ある
いは地金を溶解希釈した。そして同表に示す段階を経て
純化精製処理を行い、純化精製合金と濃縮合金を得た。

【００２０】この時の純化精製条件としては、例えば特
開平７−５４０６１号公報に開示されているようなバッ
チ式α固溶体分離処理が適用できる。即ち、アルミニウ
ム合金溶湯を液相線温度から冷却することでα−Ａｌ固
相を成長させ、目標温度に達したところで固相（純化精
製合金）と液相（濃化合金）を分離した。また一部の例
についてはバッチ式α固溶体分離処理の前に例えば特開
昭６０−２３４９３０号公報に記載されているような鉄
分低減処理を行いＦｅについて純化精製を行った。α固
溶体分離処理後に得られた純化精製合金について、溶
解、希釈及び純化精製の各段階において、必要に応じ成
分調整を行い展伸材用合金とした。

【００２１】また、合金の化学組成は希釈および純化精
製の各段階において調査し、各段階において得られた化
学組成を表１にまとめた。

【００２２】

【表１】

【００２３】さらに、ここで得られた合金は表２に示す
展伸材に加工を行った。表２において、押出材について
は、押出用ビレットに鋳造して、５３０℃×４Ｈの均熱
処理を行った後、室温まで冷却し、さらにこれを４５０
℃に加熱し、その温度にて、１辺４０mm×板厚２mmで日
の字形状の断面を有するホロー形材に押出しを行った。

【００２４】圧延材については、圧延用インゴットに鋳
造、面削後５３０℃×４Ｈの均熱処理を行った後、圧延
率９０％の熱間圧延を５００℃〜２８０℃の範囲で行っ
て、板厚４mmの薄板とした後、５０％の冷間圧延を行っ
て、板厚２mmの薄板圧延材を得た。さらに、これらの押
出し材と圧延材を室温まで冷却後、１８０℃×２Ｈの時
効処理を施した。また、これらの材料について下記のと
おり引張特性、曲げ加工性等の材料特性評価を行った。

【００２５】引張試験は、ＪＩＳ５号試験片を用い、イ
ンストロン型引張試験にて、引張速度１０mm/minで行
い、引張強さ、耐力、伸び値を求めた。曲げ試験はＪＩ
Ｓ３号曲げ試験片に加工後１８０°、９０°曲げ試験を
行った。曲げ試験の評価は１８０°曲げ及び９０°曲げ
ともに割れが発生しなければ◎、９０°曲げのみ割れが
発生しなければ良好とし○、両方において割れが発生し
たものは不良として×印を記した。尚、引張試験、曲げ
試験ともに押出し材は、外辺部と中柱部の両者より各５
本試験片を切出し、薄肉圧延材は圧延方向に平行に各５
本の試験片を切出し、これらの試験片について試験を行
った後、その平均を求め測定値とした。また、これらの
材料は展伸材用として使用するには、耐力値で８０Ｎ／
mm²以上、好ましくは１００Ｎ／mm²以上、伸び値５wt
％以上、好ましくは１０wt％以上が達成されることが望
ましく、曲げ試験においては、割れが発生しないことが
必要である。

【００２６】

【表２】

【００２７】以上、表２に示すように、本発明例の No.
１〜４は、引張特性（引張強さ、耐力、伸び値）及び曲
げ性が展伸材として使用する上記目標値を十分満足する
ものであるのに対し、比較例 No.５は、これらの特性値
が発明例と比較し劣る。

【００２８】

【発明の効果】このように本発明によれば、アルミニウ
ム合金鋳物回収屑が自動車部材等のアルミニウム合金展
伸材として利用できるので、使用用途が広く、アルミニ
ウム資源の有効利用に顕著な効果を発揮する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林登埼玉県和光市中央１−４−１株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム合金鋳物屑にアルミニウム
合金展伸材屑もしくは地金を加えて、溶解して不純物を
希釈し、溶解希釈後のアルミニウム合金溶湯に対して、
同一容器内で冷却と圧搾を行なって固相を回収するバッ
チ式α固溶体分離処理により純化精製を行い、その前後
で必要に応じて成分調整を行うことを特徴とする展伸材
用アルミニウム合金の製造方法。
【請求項２】アルミニウム合金鋳物屑の５０％以上が
自動車用アルミニウム合金鋳物屑で構成されたものであ
る請求項１記載の展伸材用アルミニウム合金の製造方
法。
【請求項３】純化精製後、あるいは必要に応じて成分
調整を行った後のアルミニウム合金の組成が、Ｓｉ０．
５〜５．０wt％、Ｍｇ０．２〜５．０wt％、Ｍｎ０．０
１〜１．２wt％、Ｚｎ０．１〜１．２wt％、Ｃｕ０．２
〜１．２wt％、Ｆｅ０．２〜２．０wt％を含み、かつＣ
ｒ０．０１〜０．２wt％、Ｚｒ０．０１〜０．２wt％、
Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｔｉ０．０１〜０．２wt％の
うち１種または２種以上を含み残部Ａｌと不可避的不純
物とからなるものである請求項１または２に記載の展伸
材用アルミニウム合金の製造方法。
【請求項４】アルミニウム合金鋳物屑にアルミニウム
合金展伸材屑もしくは地金を加えて、溶解して不純物を
希釈し、溶解希釈後のアルミニウム合金溶湯に対して、
同一容器内で冷却と圧搾を行なって固相を回収するバッ
チ式α固溶体分離処理により純化精製を行い、その後必
要に応じて成分調整を行なった後の合金組成が、Ｓｉ
０．５〜５．０wt％、Ｍｇ０．２〜５．０wt％、Ｍｎ
０．０１〜１．２wt％、Ｚｎ０．１〜１．２wt％、Ｃｕ
０．２〜１．２wt％、Ｆｅ０．２〜２．０wt％を含み、
かつＣｒ０．０１〜０．２wt％、Ｚｒ０．０１〜０．２
wt％、Ｖ０．０１〜０．２wt％、Ｔｉ０．０１〜０．２
wt％のうち１種または２種以上を含み残部Ａｌと不可避
的不純物とからなるアルミニウム合金であることを特徴
とするアルミニウム合金展伸材。
【請求項５】自動車用アルミニウム合金鋳物屑を５０
％以上含むアルミニウム合金鋳物屑にアルミニウム合金
展伸材屑もしくは地金に加えて、溶解して不純物を希釈
し、溶解希釈後のアルミニウム合金溶湯に対して、同一
容器内で冷却と圧搾を行なって固相を回収するバッチ式
α固溶体分離処理により純化精製を行い、その後必要に
応じて成分調整を行った後の合金組成が、Ｓｉ０．５〜
５．０wt％、Ｍｇ０．２〜５．０wt％、Ｍｎ０．０１〜
１．２wt％、Ｚｎ０．１〜１．２wt％、Ｃｕ０．２〜
１．２wt％、Ｆｅ０．２〜２．０wt％を含み、かつＣｒ
０．０１〜０．２wt％、Ｚｒ０．０１〜０．２wt％、Ｖ
０．０１〜０．２wt％、Ｔｉ０．０１〜０．２wt％のう
ち１種または２種以上を含み残部Ａｌと不可避的不純物
とからなるアルミニウム合金であることを特徴とするア
ルミニウム合金展伸材。